Используя трехиглую колючку, обитающую в Балтийском море рыба, международная группа исследовала, влияет ли эпигенетика на адаптацию и каким образом. «Наш эксперимент показывает, что эпигенетические модификации влияют на адаптацию, но также и то, что изменения от одного поколения к другому меньше, чем предполагалось ранее», – говорит биолог д-р. Мелани Хекволф из Центра океанологических исследований ГЕОМАР им.
Гельмгольца, Киль. Она является одним из авторов исследования, которое теперь опубликовано в Science Advances.
Но что отличает изменения ДНК от изменений эпигенетики?? "Люди с определенными наследственными чертами, закодированными в ДНК, могут справляться с преобладающей средой лучше, чем другие. В среднем эти люди могут лучше справляться с окружающей средой, следовательно, дольше выживают и производят больше потомства.
В конечном итоге их характеристики, закодированные в ДНК, будут преобладать. Этот процесс относится к естественному отбору », – поясняет доктор. Бритта Мейер из GEOMAR. Однако отбор требует времени, а времени мало в условиях быстрого изменения климата.
Напротив, эпигенетические процессы химически влияют на структуру ДНК. Они активируют или деактивируют области генома, которые отвечают за определенные черты или реакцию на условия окружающей среды.
С одной стороны, «стабильные» эпигенетические маркеры посредством естественного отбора вносят вклад в адаптацию так же, как и сама ДНК. С другой стороны, «индуцибельные» маркеры – это маркеры, которые могут изменяться в течение жизни человека. Теоретически, если это происходит в гаметах родителей, их потомство получает преимущество, чтобы справиться с окружающей средой. Поэтому многие ученые ожидают, что индуцибельные маркеры будут реагировать особенно быстро и, таким образом, обеспечат выживание организмов перед лицом быстрых изменений.
Исследовательские группы проф. Доктор. Торстен Ройш (GEOMAR, Германия) и д-р.
Christophe Eizaguirre (Лондонский университет королевы Марии, Великобритания) исследовал, вносят ли и как эти стабильные и индуцибельные маркеры вклад в адаптацию. Они используют балтийскую трехиглую колючку, потому что в настоящее время она адаптирована к различным условиям солености, от соленой до пресноводной. Кроме того, Балтийское море является естественной лабораторией для исследований изменения климата, потому что последствия изменения климата там уже очевидны.
«Чтобы понять, как рыба реагирует на последствия изменения климата, мы собрали популяции колюшки из разных регионов Северного и Балтийского морей с разным уровнем солености», – объясняет доктор.
Мейер. Команда обнаружила, что разные популяции различались по своему генетическому и эпигенетическому составу, а также имели разную устойчивость к изменениям солености.
В эксперименте с участием двух поколений колюшек команда также смогла показать, что индуцибельные маркеры улучшают реакцию второго поколения на изменение окружающей среды, хотя и в меньшей степени, чем предполагалось изначально.
В целом исследование показывает, что организмы в конечном итоге достигнут своих пределов, чтобы реагировать на изменение климата, даже при эпигенетических способах адаптации. «Мы должны быть осторожны, чтобы не переоценить эту захватывающую, но плохо изученную область исследований в области эпигенетики как серебряную пулю против изменения климата для всех видов», – говорит Мелани Хеквольф. «Изменение климата – одна из самых серьезных проблем для видов и экосистем, и естественных механизмов, доступных для реагирования видов, может оказаться недостаточно, если изменение климата будет оставаться таким сильным и быстрым."